Июл 08 2001

ОПЫТ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ СУДНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ

Опубликовано в 16:15 в категории Экология Черного моря

ОПЫТ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ СУДНА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ

ПО ЧЕРНОМУ МОРЮ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

Г.В. Егоров

Морское Инженерное Бюро, г. Одесса

EXPERIENCE OF REEQUIPMENT OF SHIP FOR TRANSPORTATION ON BLACK SEA SPENT NUCLEAR FUEL

G.V. Egorov

Marine Engineering Bureau, Odessa

In the report the practical questions of maintenance of secure carriage by the sea of a spent nuclear fuel (SNF) on the basis of experience, gained by Marine Engineering Bureau on re-equipment of the existing dry-cargo ship for carriage of the SNF are considered. The obtained results can be used in further researches of risk of transportation by sea of hazardous cargoes, including SNF, and also at improvement of the normative base and safety ensuring of the designed and existing ships.

Перевозка транспортом любых опасных грузов в силу высокой потенциальной опасности последних для здоровья и жизни человека и состояния окружающей среды всегда находилась под пристальным вниманием государств и международных организаций.

В настоящей работе рассматриваются мероприятия по обеспечению безопасной перевозки на судне отработанного ядерного топлива (ОЯТ) – опасного груза класса 7 – радиоактивного материала, делящегося, ООН № 3328, перевозимого в упаковках типа В(U) в соответствии с Перечнями 10 и 13 Класса 7 Международного Кодекса по морской перевозке опасных грузов (МК МПОГ). По национальным Правилам МОПОГ груз имеет порядковый номер 9660, категория груза 711.

Международная Морская Организация (ИМО) приняла в 1993 году Международный Кодекс по безопасной перевозке упакованного отработан-

ного ядерного топлива, плутония и высокорадиоактивных отходов на борту судов (Кодекс INF), вступивший в силу с 1 января 2001 года. Все суда, которые будут перевозить ОЯТ, должны быть модернизированы под требования Кодекса INF в течение года после введения последнего в действие.

Впервые в отечественной практике Морское Инженерное Бюро разработало и реализовало проект переоборудования судна под перевозку транспортных упаковочных комплектов (ТУК) с отработавшими тепловыделяющими сборками массой 90…120 т в виде цилиндров габаритной длиной около 6 м и диаметром 2,4 м. При этом, в качестве расчетной, была использована температура наружной поверхности 85…100° С с суммарным остаточным энерговыделением 8…20 кВт в зависимости от типа ТУК и теплоносителя.

Для модернизации заказчиком было представлено сухогрузное судно смешанного плавания 1986 года постройки, с двойным дном, двойными бортами, с жилыми рубками, расположенными в носу, с машинным отделением, расположенным в корме, с грузовым трюмом, расположенным в средней части, дедвейтом 1640 тонн и скоростью 10узлов. Работа велась под надзором Российского Морского Регистра Судоходства (РС). После переоборудования судно предназначалось для перевозки ОЯТ в Черном и Средиземном морях.

При разработке проекта Морским Инженерным Бюро был проведен расчет по программе МКЭ в пластической идеализации "ИСПА" прочности фундамента под ТУК массой 107 тонн с определением марок материала, толщин, и размеров конструктивных элементов фундамента; выполнена проверка прочности конструкций второго дна в районе установки контейнеров и спроектирована для обеспечения повышенного стандарта непотопляемости непроницаемая поперечная переборка, разделившая трюм на две части.

В соответствии с Кодексом INF, при проектировании фундаментов были учтены фактические координаты контейнеров и нормированные величины ускорения судна: 1,5 g – в продольном направлении; 1,5 g – в поперечном направлении; 1,0 g – по вертикали вверх; 2,0 g – по вертикали вниз.

Прочность двойных дна и борта, проверенная в местах контакта с фундаментом, а также общая прочность перекрытия двойного дна удовлетворили требованиям Правил РС без подкреплений.

Морское Инженерное Бюро провело техническую экспертизу выполнения требований Кодекса INF в отношении систем, устройств, энергоснабжения и корпуса судна. Экспертиза производился с учетом рекомендаций [1, 2].

Анализ показал, что на судне имелась искусственная система вентиляции грузовых трюмов, которая осуществлялась через вентиляционные отверстия, расположенные в носовой и кормовой части трюма. Система вентиляции обеспечивала 20-ти кратный обмен воздуха. В трюме установлены восемь вентиляторов мощностью 5,2 кВт, из них все могли работать на рециркуляцию воздуха, четыре вентилятора – на вытяжку, и два – на нагнетание.

Существовавшее противопожарное оборудование включало системы водотушения и углекислотного тушения высокого давления для тушения пожара в трюме и в МО, автоматическую систему сигнализации и обнаружения пожара в служебных помещениях и трюме. Переборки, отделявшие трюм от смежных помещений имели изоляцию класса А-60.

В состав системы осушения входили два балластно-осушительных насоса производительностью по 40 м3/час при напоре 14,5 МПа. Для осушения трюма предусматривался эжектор.

Ввиду того, что проектным назначением судна была перевозка овощей, имелась система охлаждения трюма до температуры +4° С.

Особенностями ТУК является наличие антифриза в рубашке контейнера. При ухудшении условий отвода тепла от упаковок повышается давление в рубашке. Расчётным значением температуры окружающего ТУК воздуха согласно правилам МАГАТЭ является температура 38° С. При отказе систем поддержания указанной температуры в грузовом трюме предельно-допустимые для нормальных условий транспортирования условия возникнут при температуре воздуха в трюме 50° С, которая при перевозке данных ТУК с ОЯТ может быть достигнута примерно через 25 часов. В случае повышения температуры в трюмах в течение указанного выше отрезка времени, необходимо принять соответствующие меры. Отвод лишнего тепла из трюма может осуществляться при помощи естественной (например, открытие люковых крышек) или искусственной вентиляции. Непосредственное же охлаждение груза может осуществляться при помощи рефрижераторной установки, либо водой из стволов водопожарной системы.

На судне установлен аварийный дизель-генератор мощностью 50кВт, который может выполнять функции аварийного источника не менее 36 часов. Этот дизель-генератор обеспечивает работу аварийного пожарного насоса, осушительного насоса и системы вентиляции трюма (в зависимости от необходимости). Крышки грузовых трюмов открываются гидравлическим приводом мощностью 5 кВт (электропитание на который может быть подано как с ГРЩ, так и с АРЩ; ГРЩ на судне установлен вне машинного отделения в отдельном помещении, которое находится выше главной палубы, оборудовано системой пожарной сигнализации и имеет аварийный выход).

На СРЗ "Южный" (г. Севастополь) в феврале – апреле 2001 года в соответствии с проектом была установлена поперечная переборка, оборудованы дополнительные льяльные колодцы трюмов для удаления воды из трюмов, изготовлены и установлены в трюме восемь фундаментов под ТУК, выполнены работы по подаче СО2 в оба трюма, вентиляции и охлаждения трюмов, контролю температуры в трюмах и их освещению и ряд других работ, включая дублирование ряда систем.

Была разработана специальная инструкция по погрузке и выгрузке ТУК, которая позволила проводить грузовые операции с углом крена не более 2,5 градусов, что обеспечивало точную фиксацию направляющей контейнеров на фундаменте без опасности заклинивания.

Исследования прочности корпусов судов, перевозящих ОЯТ, при столкновении с другими судами показали, что такие требования могут привести к т.н. "пассивным" мерам по контролю риска – изменению конструкции борта в сторону большей энергоемкости перекрытий (установка продольных переборок, второго борта, платформ и диафрагм в бортовом отсеке). Они позволят без потери судна и загрязнения окружающей среды перевести кинетическую энергию столкновения (составляет около 1…10 ГДж в зависимости от размеров и скорости таранящего судна) в потенциальную энергию пластического деформирования конструкций. Расчеты производились (см., например, [2, 3]) как на простой модели Минорского, так и с применением современных программ по методу конечных элементов в пластинчатой идеализации с учетом геометрической и физической нелинейности.

На базе существующей аварийной статистики за 1993-1999 гг. была выполнена формальная оценка безопасности судна, перевозящего ОЯТ, при воздействии различных опасностей: столкновение с другими судами и иными объектами, посадки на мель, пожара, взрыва, нарушения прочности корпуса, затопления, смещения груза, выхода из строя винто-рулевого комплекса, главного двигателя и навигационных средств, обесточивания. Наибольший уровень риска при перевозке ОЯТ на судах морем возникает при пожарах и взрывах, что совпадает с результатами [1]. Оценка уровня допускаемого риска производилась по рекомендациям [4].

Полученные результаты могут быть использованы в дальнейших исследованиях риска перевозки морем опасных грузов, включая ОЯТ, а также при совершенствовании нормативной базы и обеспечения безопасности проектируемых и существующих судов.

При выборе существующих судов под перевозку ОЯТ рекомендуется отдавать предпочтение объектам, имеющим: двойное дно; двойной борт с развитым бортовым набором, по возможности, с наличием рамных шпангоутов - диафрагм и бортовых стрингеров – платформ, можно рекомендовать суда с ледовой категорией Л2 и выше; удовлетворение требованиям Правила 11-2/54 СОЛАС-74; одноотсечная непотопляемость; класс, по возможности, более высокий, чем необходимый для предполагаемого района плавания; рефрижераторная установка.

При модернизации существующих судов под перевозку ОЯТ следует обращать внимание на конструктивное выполнение требований: к аварийной остойчивости; к регулированию температуры в грузовых помещениях, в том числе и в аварийных ситуациях, например, при обесточивании; к оборудованию надежными фундаментами и средствами крепления, включая проверку местной прочности фундаментов, средств крепления и конструкций корпуса судна, контактирующих с ними; а также к системам и практическим мерам противопожарной безопасности; достаточности и дублированию электроснабжения.

При подготовке судов под перевозку ОЯТ следует обеспечить: выполнение организационно-технических мероприятий: по радиационной защите; по управлению и подготовке экипажей судов; разработку требуемой эксплуатационной документации (инструкция по погрузке и выгрузке, наставление по креплению груза, информация по аварийной остойчивости, планы действий в аварийной ситуации, включая вопросы управления и обучения экипажа судна; процедуры оповещения в случае возникновения инцидента, связанного с грузом ОЯТ, планы размещения лиц, сопровождающих груз).

Литература

1. Matsuoka Takeshi, Obara Isonori, Akutsu Yukio, Aritomi Masanori. Safety during Sea Transport of Radioactive Materials - Probabilistic Safety Analysis of Package for Sea Surface Fire Accident // Proc. of International Workshop on Utilisation of Nuclear Power in Oceans (N\’ocean 2000). –Tokyo (Japan). – 2000. - P. 223 -230.

2. Kitamura Ou, Endo Hisayoshi. Collision Simulation of an Exclusive Ship of Spent Nuclear Fuels // Proc. of International Workshop on Utilisation of Nuclear Power in Oceans (N\’ocean 2000). –Tokyo (Japan). – 2000. - P. 213 -222.

3. Волков Н.Н., Кодацкий С.Б. Конструктивные особенности атомных судов. Л.: Судостроение, 1971. - 248 с.

4. Щеголев Л.И. Радиационный риск и страхование атомных судов // Судостроение, 2000, № 4. - С.27-32.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.